Complejos de terbio (III) y europio (III) con ligandos derivados de triazoles

Abstract

En este trabajo se abordó la síntesis, caracterización y estudio de propiedades ópticas de complejos homonucleares y heteronucleares de TbIII y EuIII con un ligando antena con sustituyentes triazol para determinar su posible utilización en una estrategia tricromática para la preparación de materiales emisores de luz blanca. La síntesis de los complejos homonucleares con el ligando fue realizada mediante una reacción a reflujo, obteniéndose compuestos de fórmula [LnL(NO3)2(H2O)], donde Ln= EuIII o TbIII, donde L corresponde a un ligando orgánico sustituido con triazoles derivados del precursor 4-cloro-2,6-bis(hidroximetil)fenol, también sintetizado en el laboratorio. Por otro lado, la síntesis de los complejos heteronucleares con EuIII y TbIII fue una reacción asistida por microondas con el mismo ligando antena. La caracterización de estos complejos se realizó mediante FTIR-ATR donde se presentaron bandas vibracionales de ambos precursores, evidenciándose la correcta síntesis de los productos. Por otro lado, el análisis termogravimétrico, tanto para los complejos homonucleares como heteronucleares, evidenció que existe una molécula de agua coordinada a los centros metálicos. El estudio de propiedades ópticas demostró que los complejos homonucleares de TbIII presentaban el efecto antena producido por el ligante, y siendo contrario para los complejos de EuIII donde en el espectro de emisión no se pudieron detectar las bandas de las transiciones. En los complejos heteronucleares con mayor proporción de terbio(III) se presentaron espectros de emisión donde se identificaron bandas debido a las transiciones de este ion. Sin embargo, lo opuesto ocurrió al incrementar la proporción de europio(III), donde para estos productos no se pudo identificar ninguna de sus transiciones. Finalmente, se calcularon las coordenadas de cromaticidad CIE para uno de los complejos heteronucleares, confirmando la necesidad de una contribución mayor del componente rojo que entrega el ion europio para lograr la generación de luz blanca.

This work was focused on the synthesis, characterization, and study of optical properties of homo and heteronuclear complexes based on TbIII and EuIII cations with antenna ligands with triazole substituents as possible white light emitting materials. The synthesis of the homonuclear complexes was done by a reflux reaction, obtaining compounds of general formula [LnL(NO3)2(H2O)], where Ln= EuIII o TbIII , and L corresponds to an organic ligand obtained from 4-chloro-2,6-bis(hydroxymethyl)-phenol precursor and triazoles. On other hand, the synthesis of the heteronuclear complexes with EuIII y TbIII was by a microwave assisted reaction with the same antenna ligand. The characterization of these complexes was done by FTIR-ATR spectroscopy, where vibrational bands of organic and nitrate ligands were observed, proving the successful syntheses. Furthermore, the thermogravimetric analysis, either for the homonuclear or heteronuclear compounds showed the existence of a coordinated water molecule to the metallic center. The optical studies proved that the ligand acts as an efficient antenna for TbIII cation, opposite to that observed for EuIII ion, where no emission bands form the lanthanide ion were identified. In the heterometallic species, similar behaviour was observed, where compounds with higher terbium proportions present lanthanide emission bands, while with higher concentration of europium(III) cations, the spectrum is dominated by the ligand emission. Finally, the CIE coordinates were calculated for the 0,5EuIII /0,5TbIII material, which lie in the light blue region, evidencing the necessity of red emitter contribution.